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Física

ELECTRICIDAD

Corriente, voltaje y resistencia - 4ª parte


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Qué es la fuerza electro motriz (f.e.m.)

a fuerza electromotriz (f.e.m.) es la fuerza o tensión que causa que los electrones libres se muevan en un conductor como flujo de corriente. Comúnmente se le denomina voltaje, y se mide en voltios. El voltaje o f.e.m. de una fuente se simboliza con la letra "E", y los voltios con la letra "V"; así, podemos decir que una pila (E) tiene un voltaje de 12 V.

Para entender mejor lo que es la fuerza electromotriz, podemos asimilarlo al funcionamiento de una bomba de agua: la bomba es la fuerza (el voltaje) que impulsa el agua (la corriente) a través de la tubería.

La fuerza electromotriz es como la fuerza de la bomba que impulsa el agua a través de una tubería
La fuerza electromotriz es como la fuerza de la bomba que impulsa el agua a través de una tubería

Diferencia de potencial y energía

Como ya se estudio anteriormente, el flujo de corriente siempre se produce cuando el movimiento de electrones se realiza en una sola dirección, desde una carga negativa a una carga positiva. Para ello, es necesario que exista una diferencia de potencial entre ambos puntos, es decir, un exceso de electrones en un punto (negativo) y un defecto de electrones en el otro (positivo).

Esa diferencia de potencial es la fuerza electromotriz que impulsará los electrones a través del conductor, y se puede conseguir mediante cualquiera de las seis formas de generar energía eléctrica: frotamiento, calor, presión, luz, acción química y magnetismo (habitualmente acción química y magnetismo).

Mientras la fuerza electromotriz no impulse los electrones a través del conductor no se genera energía. De esto se deduce, que la energía sólo puede aprovecharse cuando los electrones se mueven. Sin fuerza electromotriz no hay corriente, por eso, los polos positivo y negativo de una pila pueden tener un voltaje determinado, pero mientras ambos polos no son conectados entre sí o aplicados a una carga (por ejemplo una lámpara), ese voltaje no produce corriente. Se dice entonces que la energía de esa fuente es energía potencial, es decir energía de reserva en tanto no se utilice. Ese potencial se mide en voltios, y se refiere al trabajo que fue necesario realizar para conseguirlo.

Voltaje relativo

Hasta ahora, por motivos didácticos, en todos los artículos anteriores nos hemos referido al voltaje, diferencia de potencial o fuerza electromotriz, con valores absolutos, asumiendo que una carga tiene un voltaje determinado fruto de un exceso de electrones en un polo, idéntico al defecto de ellos en el otro polo. Pero en la práctica dos cuerpos pueden estar más o menos cargados entre sí sin necesidad de ser de polaridad opuesta.

Así, puede existir diferencia de potencial entre un cuerpo descargado (neutro) y otro cargado; el mismo cuerpo neutro puede ser positivo con respecto a una carga negativa y al mismo tiempo negativo con respecto a una carga positiva.

Ejemplo de dos cuerpos, uno cargado positivamente con +100 V, y el otro descargado (0 V.); entre ambos hay una diferencia de potencial de 100 V.
Ejemplo de dos cuerpos, uno cargado positivamente con +100 V, y el otro descargado (0 V.); entre ambos hay una diferencia de potencial de 100 V.

Ejemplo de dos cuerpos, uno cargado negativamente con -100 V, y el otro descargado (0 V.); entre ambos hay una diferencia de potencial de 100 V.
Ejemplo de dos cuerpos, uno cargado negativamente con -100 V, y el otro descargado (0 V.); entre ambos hay una diferencia de potencial de 100 V.

Ejemplo de tres cuerpos, uno descargado (0 V), otro cargado positivamente con +100 V, y un tercero cargado negativamente con -100
Ejemplo de tres cuerpos, uno descargado (0 V), otro cargado positivamente con +100 V, y un tercero cargado negativamente con -100. Entre la carga neutra y cualquiera de las cargas negativa o positiva hay una diferencia de potencial de 100 V, pero entre las cargas positiva y negativa hay una diferencia de potencial de 200 V.

También puede existir voltaje entre dos cargas positivas desiguales, o entre dos cargas negativas desiguales. Todos estos voltajes son relativos, y no suelen emplearse para expresar la verdadera cantidad de carga, sino como comparación entre cargas para indicar que fuerza electromotriz existe entre las cargas comparadas.

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